一種高可靠大功率的機電伺服電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機電領域，特別是指一種高可靠大功率的機電伺服電源。
【背景技術】
[0002]機電伺服系統(tǒng)又稱為電動伺服系統(tǒng)，它將偏差信號(指令信號和當前位置信號之差)最終變換為電壓和電流表不的電功率，以伺服電機或其它電磁機構作為輸出動力機構，其能量傳遞介質為電能。
[0003]機電伺服系統(tǒng)存在“電動機”、“發(fā)電機”兩種工作狀態(tài)，電動機狀態(tài)機電作動器吸收電能拖動噴管負載做功，將電能轉化為機械能；發(fā)電機狀態(tài)機電作動器及負載減速、制動，將系統(tǒng)機械能轉換為電能，并疊加在伺服電源輸出端形成能量反灌；同時，由于機電伺服系統(tǒng)是一種隨動控制系統(tǒng)，工作狀態(tài)變化大，要求響應快，動態(tài)指標高，使得在工作過程中會頻繁出現(xiàn)換向，頻繁加減速的現(xiàn)象，使得電源頻繁承受高電壓的反灌電流的沖擊。
[0004]機電伺服系統(tǒng)的工作特點決定了其用電情況不同于彈上其他用電設備，導致其系統(tǒng)用電具有隨機性、大脈沖放電、存在再生電能等特點。這些特點使得機電伺服電源設計較為復雜，現(xiàn)有的XX彈頭伺服電源存在工作電壓高、伺服系統(tǒng)負載平均功率大、伺服系統(tǒng)工況變化多等特點，還存在伺服系統(tǒng)的安裝空間狹小、重量要求苛刻、寬溫工作等應用限制。因此需要一種能夠解決上述技術問題的機電伺服電源。
[0005]圖1所示為一種現(xiàn)有的硬件控制的機電伺服電源的電源管理單元電路結構圖，該電源管理單元主要由母線電壓檢測模塊1、實時滯回比較模塊2、光電隔離模塊3和功率智能制動模塊4共同組成，工作時，當母線電壓升高至比較器的門限電壓上限時，泄放電路接通，開始泄放；當母線電壓降至門限電壓下限時，泄放電路斷開。雖然具有這種電源管理單元的機電伺服電源能夠滿足上述機電伺服系統(tǒng)對電源的部分要求，但是該種電源電路結構復雜、可靠性不夠高。
[0006]綜上所述，需要一種能夠在高電壓、大功率、工況變化多的工作情況下，解決機電伺服系統(tǒng)的安裝空間狹小、重量要求苛刻、寬溫工作等應用限制條件且可靠性高的機電伺服電源。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種高可靠大功率的機電伺服電源，以滿足伺服系統(tǒng)對電源的高電壓、大功率、工況變化多、安裝空間狹小、重量要求苛刻、寬溫工作等應用限制條件，且可靠性不高的問題。
[0008]本實用新型提供的一種高可靠大功率的機電伺服電源，包括:
[0009]高壓熱電池，為當前機電伺服系統(tǒng)提供發(fā)電機狀態(tài)所需的直流電源，并在當前機電伺服電源受到的反灌電壓低于門限電壓的上限值時，利用高壓熱電池內阻特性吸收部分反灌能量；
[0010]電源管理單元，與所述高壓熱電池連接，用于通過預置軟件監(jiān)測母線電壓，在母線電壓達到所述門限電壓的上限值時，接通自身內部的泄放電路泄放反灌能量，并在母線電壓降低至所述門限電壓的下限值時，斷開對反灌能量的泄放電路。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述高可靠大功率的機電伺服電源包括兩個分別與所述高壓熱電池單獨連接的所述電源管理單元。
[0012]優(yōu)選地，所述電源管理單元包括DSP控制檢測模塊、泄放控制模塊和制動電阻；所述DSP控制檢測模塊通過內部預置軟件檢測母線電壓并將其與預先設定的門限電壓比較，在檢測到母線電壓達到所述門限電壓的上限值時，向與自身連接的所述泄放控制模塊發(fā)送泄放指令，并在檢測到母線電壓降低至所述門限電壓的下限值時，向所述泄放控制模塊發(fā)送關斷指令；所述泄放控制模塊包括驅動芯片和制動功率管，所述驅動芯片分別和所述DSP控制檢測模塊的輸出端、所述制動功率管的驅動端連接；所述驅動芯片根據(jù)所述DSP控制檢測模塊發(fā)來的泄放指令驅動所述制動功率管導通，并根據(jù)所述DSP控制檢測模塊發(fā)來的關斷指令關斷所述制動功率管；所述制動功率管的輸出端串聯(lián)所述制動電阻，所述制動功率管在導通狀態(tài)下將當前的機電伺服電源受到的反灌能量通過所述制動電阻泄放。
[0013]優(yōu)選地，所述驅動芯片為1ED020I12-FA型芯片。
[0014]優(yōu)選地，所述制動功率管為FZ300R12KE3G型功率管。
[0015]優(yōu)選地，所述高壓熱電池額定電壓為400V;所述門限電壓的下限值為500V，所述門限電壓的上限值為650V。
[0016]優(yōu)選地，所述電源管理單元設置于當前機電伺服系統(tǒng)的伺服驅動器內部。
[0017]本實用新型的上述技術方案的有益效果如下:
[0018]1)400V熱電池為伺服系統(tǒng)提供直流電源，并完成了部分再生能量的安全吸收，實現(xiàn)了高壓熱電池承受反灌能量的目的；
[0019]2)電源管理單元由功率智能制動模塊和制動電阻兩部分組成，母線電壓檢測和滯回比較部分由軟件控制，與現(xiàn)有技術中的電源管理單元設計相比，采用軟件控制，簡化了系統(tǒng)電路設計，實現(xiàn)了軟硬件控制，固有可靠性提高；
[0020]3)通過接入兩組電源管理單元實現(xiàn)雙余度的再生電能制動泄放電路，實現(xiàn)了伺服電源再生能量的可靠管理；
[0021]4)電源管理單元可有效集成到伺服驅動器內部，實現(xiàn)了伺服電源的輕小型化設計；此設計簡單巧妙、產品可靠性高，不僅降低了熱電池技術指標、減輕熱電池重量、同時還保證熱電池和伺服功率電路的工作可靠性目的。
【附圖說明】
[0022]圖1為一種現(xiàn)有的硬件控制的機電伺服電源的電源管理單元電路結構圖；
[0023]圖2為本實用新型提供的一種高可靠大功率的機電伺服電源的簡要結構示意圖；
[0024]圖3為圖2中電源管理單元6的優(yōu)選實施電路結構圖。
[0025][主要附圖標記說明]
[0026]1、母線電壓檢測模塊；
[0027]2、實時滯回比較模塊；
[0028]3、光電隔離模塊；
[0029]4、功率智能制動模塊；
[0030]5、高壓熱電池；
[0031]6、電源管理單元；
[0032]61、DSP控制檢測模塊；
[0033]62、泄放控制模塊；
[0034]621、驅動芯片；
[0035]622、制動功率管；
[0036]R、制動電阻。
【具體實施方式】
[0037]為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0038]圖2為本實用新型提供的一種高可靠大功率的機電伺服電源的簡要結構示意圖，該機電伺服電源由高壓熱電池5和電源管理單元6組成。其中，高壓熱電池5為當前機電伺服系統(tǒng)提供發(fā)電機狀態(tài)所需的直流電源，并在當前機電伺服電源受到的反灌電壓低于門限電壓的上限值時，利用高壓熱電池內阻特性吸收部分反灌能量。電源管理單元6與高壓熱電池5連接，用于通過預置軟件監(jiān)測母線電壓，在母線電壓達到門限電壓的上限值時，接通自身內部的泄放電路泄放反灌能量，并在母線電壓降低至門限電壓的下限值時，斷開對反灌能量的泄放電路。